全自动垃圾搬运起重机控制系统的若干关键技术研究

发布时间：2017-10-10 01:12

  本文关键词：全自动垃圾搬运起重机控制系统的若干关键技术研究

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【摘要】：随着我国经济发展和人们生活水平的提高，生活垃圾的年产量以每年8%~9%的速度增加，生活垃圾的处理问题已成为我国迫切需要解决的问题。垃圾焚烧发电技术因其垃圾减量化程度高、资源化处理、无害化彻底、节约土地资源等优势必将成为我国垃圾处理的主要方式。垃圾搬运起重机作为焚烧发电供料系统的核心设备，其自动化程度制约着垃圾焚烧处理的效率，影响着工人的劳动强度，而目前高自动化的垃圾搬运起重机大多数都源于进口，投资大、运营费用高，如何提高国产垃圾搬运起重机的自动化水平是我国需要研究的重点。 本文在对全自动垃圾搬运起重机控制系统的研究中主要解决了两个问题：全自动投料流程中取料点的控制算法和投料过程中起重机的速度规划，保证起重机在投料时自动选择取料点，且在无摇晃和无碰撞的前提下以尽可能大的速度运行。论文的主要工作如下： 首先，介绍了论文的研究背景及意义，垃圾搬运起重机的国内外研究现状，变频调速的原理和控制方式，现有的起重机防摇方式以及论文的架构。 第二，分析了我国现有的半自动控制方式，提出一种垃圾搬运起重机的全自动投料流程。 第三，，设计了起重机的抓斗定位系统，选用合适的测距传感器并配合垃圾坑的分区来获取垃圾面的高度信息，提出了一种分区域由最高点抓取的取料策略。 第四，考虑了电子防摇装置对起重机加减速过程的影响，为实现起重机在投料过程的快速运行且避免抓斗发生碰撞，对大车和小车的最大运行速度和启动时间进行了合理的规划。 最后，结合起重机的自动化和可靠性的要求，设计了垃圾搬运起重机电气控制系统的具体方案，介绍了主要电气元件的选型方法。
【关键词】：垃圾搬运起重机 激光测距 速度规划 控制系统 定位系统
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH21;TP273
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-6
• 目录6-9
• 第1章 绪论9-19
• 1.1 论文的研究背景和意义9-11
• 1.1.1 研究背景9-10
• 1.1.2 研究意义10-11
• 1.2 垃圾搬运起重机11-14
• 1.2.1 垃圾搬运起重机介绍11-12
• 1.2.2 国内外研究现状12-14
• 1.3 变频调速技术的应用14-17
• 1.3.1 变频调速的原理14-15
• 1.3.2 变频器的控制方式15-17
• 1.4 起重机的防摇方式介绍17-18
• 1.5 论文章节安排18-19
• 第2章 垃圾搬运起重机的工作流程分析19-24
• 2.1 垃圾搬运起重机的任务介绍19
• 2.2 垃圾搬运起重机的投料流程19-23
• 2.3 垃圾搬运起重机的功能循环23
• 2.4 本章小结23-24
• 第3章 全自动投料流程中抓斗定位和取料策略24-35
• 3.1 起重机抓斗定位系统设计24-25
• 3.2 垃圾面高度信息的采集25-29
• 3.2.1 测距传感器的选择26-27
• 3.2.2 垃圾坑功能区域的定义27-28
• 3.2.3 高度信息的采集策略28-29
• 3.3 垃圾取料点的定位算法29-34
• 3.3.1 垃圾抓取点的选取规则29-32
• 3.3.2 取料点算法的仿真实验32-34
• 3.4 本章小结34-35
• 第4章 基于距离的投料过程速度规划35-43
• 4.1 电子防摇的应用及对加减速过程的影响35-36
• 4.2 投料过程起升机构的速度规划36-37
• 4.3 投料过程小车机构的速度规划37-41
• 4.3.1 小车行驶最大速度的规划38-39
• 4.3.2 小车启动时间的规划39-41
• 4.4 投料过程大车机构的速度规划41-42
• 4.5 本章小结42-43
• 第5章 电气控制系统的设计43-56
• 5.1 起重机控制系统的组成43-44
• 5.2 主要硬件的介绍及选型44-53
• 5.2.1 控制系统中的 PLC44-45
• 5.2.2 控制系统中的变频器45-48
• 5.2.3 控制系统中的编码器48-51
• 5.2.4 控制系统中的触摸屏51-52
• 5.2.5 控制系统的 I/O 点52-53
• 5.3 控制系统的通信网络53-55
• 5.3.1 PROFIBUS 概述53-54
• 5.3.2 工业以太网概述54-55
• 5.3.3 通信网络的架构55
• 5.4 本章小结55-56
• 第6章 功能与实验56-66
• 6.1 变频器与 PLC 的通信56-60
• 6.2 编码器的数据处理60-62
• 6.3 投料时小车的速度规划62-66
• 第7章 总结与展望66-68
• 7.1 全文总结66
• 7.2 研究展望66-68
• 致谢68-69
• 参考文献69-71

【参考文献】

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本文编号：1003476